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1、PARTIANINTRODUCTIONOFMICROBIOLOGYChapter1AnOverviewofMicroorganisms1Definitionandcharacteristics2ClassificationandnomenclatureWhatismicroorganism?10310010-310-610-9(m)AnimalsandMicrobePlants1Definitionandcharacteristics微生物的特征微生物的特征体积小、比表面积大、形态简单体积小、比表面积大、形态简单吸收多、转化快吸收多、转化快生长旺、繁殖快、数量多生长旺、繁殖快、数量多适应强、易
2、变异适应强、易变异分布广、种类多分布广、种类多体积小体积小杆菌：杆菌：长：长：2微米微米（芝麻长度的（芝麻长度的1500分之一）分之一）宽：宽：0.5微米微米（头发丝直径的（头发丝直径的70分之一）分之一）重：重：10-1310-12克克（每毫克有几十亿个细菌）（每毫克有几十亿个细菌）RobertHooke,1664MoldandsporesonleatherMoldonroseleafAntonivanLeeuwenhoek,1684MorphologicaltypesofbacteriaAmodernlightmicroscopePurplephototrophicbacteriaGree
3、nalgaeAscanningelectronmicroscopeElectronmicrographofcellsofthephototrophicbacteriumRhodospirillum sodomense 用电子/原子级的方式来观察物体表面并生成高解析度的三维图像，然后再放大无数倍。它可以展示1-5纳米尺度上的所有细节透射电镜看到的是通过电子衍射后的频谱图然后用光学方法将频谱图还原成结构图看到的是分子结构而不是其表面形貌AtransmissionelectronmicroscopeElectronmicrographofaBacillus subtiliscellindivisio
4、nNucleoidfromacellofE. coli带有冠细胞的人类卵子：这张彩色图片上的紫色人类卵子坐落在一个柱状物上。两个红色冠细胞粘贴在透明带状物上卵子表面的精子：生命循环从此开始：这张图片上显示的是大量精子正在争先恐后地给卵子受精。人类胚胎和精子：这张色彩艳丽的美丽图片，是利用共聚焦显微镜拍摄的。胚胎和精细胞核呈紫色，而精子的尾巴是绿色。蓝色区域是缝隙连接(gapjunction)，它们把细胞彼此联系在一起培育6天后的人类胚胎被植入子宫：生命循环从此开始：6天的人类胚胎开始被植入子宫内膜子宫的内表面大量精子涌入输卵管精子钻入卵子22天后胚胎尚未发育成熟，但我们可以看到大脑内部了那个蓝
5、色的居然是大脑啊大脑24天后第一批发育的器官之一心脏开始跳动那个咖啡豆居然是心脏啊心脏4周8周3个月红血球：从这张图片上看，它们很像肉桂色糖果，但事实上它们是人体里最普通的血细胞红血球。这些中间向内部凹陷的细胞的主要任务，是将氧气输送到我们的整个身体头发分叉：经常修剪和良好的护理，可避免像这张图片上出现发梢分叉的现象肺气泡：这张彩色图片显示的是人类肺部内表面。图中的洞穴是肺气泡，这里是血液交换气体的地方肺癌细胞：这张异常的肺癌细胞图与上面的健康肺部图片形成鲜明对比巨噬细胞吞噬细菌形态结构简单形态结构简单单细胞单细胞简单多细胞简单多细胞非细胞生命物质非细胞生命物质比表面积大比表面积大比表面积：比
6、表面积：大肠杆菌约为人体的大肠杆菌约为人体的30万倍万倍物质、能量和信息的交换物质、能量和信息的交换生物生物体重体重(g)日食量日食量(g/d)日食量日食量/体体重重人人60 1031 1030.017地鼠地鼠3g31闪绿蜂鸟闪绿蜂鸟22大肠杆菌大肠杆菌1 10-12g5 10-850000吸收多吸收多生物生物日产蛋白质日产蛋白质/体重体重公牛公牛1/1000酵母菌酵母菌100/1转化快转化快生物生物代时代时日分裂日分裂次数次数日增殖率日增殖率大肠杆菌大肠杆菌20min.724.7 1021酿酒酵母酿酒酵母2hr.124.1 103念珠蓝细菌念珠蓝细菌1d.12生长旺、繁殖快生长旺、繁殖快数量
7、多数量多1克土壤：克土壤： 酵母菌酵母菌1 105个个霉菌孢子霉菌孢子1 106个个放线菌孢子放线菌孢子1 107个个细菌细菌1 108个个人体肠道：人体肠道：正常菌群正常菌群100400种种总数总数1 1014个个占粪便干重的占粪便干重的1/3数量多数量多纸币表面：细菌纸币表面：细菌9 106个（个（85%以上含大肠杆菌）以上含大肠杆菌）喷嚏：细菌喷嚏：细菌5 1031.5 105个（感冒者个（感冒者8.5 107个）个）林区、草地空气林区、草地空气55个个/m3公园空气公园空气1000个个/m3商业街空气商业街空气5.8 105个个/m3商店空气商店空气4 106个个/m3适应强、易变异适
8、应强、易变异抗热性、抗寒性抗热性、抗寒性抗酸性、抗碱性、抗盐性、抗毒物性、抗酸性、抗碱性、抗盐性、抗毒物性、抗干燥性、抗缺氧性、抗干燥性、抗缺氧性、抗压力性、抗辐射性抗压力性、抗辐射性分布广、种类多分布广、种类多大气圈大气圈:85km高空高空土壤圈：土壤圈：表面：数量少表面：数量少520cm深处：最多深处：最多108个个/克克20cm1m深处：渐减深处：渐减2m深处：几个深处：几个/克克岩石圈：岩石圈：南极地层南极地层100m400m深处的岩心深处的岩心水圈：水圈：10000m深处深处硫细菌（嗜热、厌氧、耐压）硫细菌（嗜热、厌氧、耐压）分布广、种类多分布广、种类多水体水体细菌数量（细菌数量（m
9、l1）澄清的山泉水50300混浊富营养的湖水200012000河流沉积物107108湖底沉积物810951010类型类型种数种数细菌/放线菌0.2104蓝细菌0.2104真菌4.7104原生动物2.4104藻类2.3104病毒/立克次氏体0.1104总计总计9.9 104Adensecommunityofalgaeandcyanobacteriainsurfacewatersofanutrient-richlakeBacterialcommunityinthedepthsofalake微生物独特的代谢类型：微生物独特的代谢类型：多种产能方式多种产能方式分解能力强分解能力强合成能力合成能力独特的
10、繁殖方式独特的繁殖方式非凡的抵御极端环境能力等非凡的抵御极端环境能力等一个宿主细胞内的SARS病毒粒子（红），放大倍率5.6万倍。这种冠形病毒的表层蛋白形成冠部，用于吸住和刺透宿主细胞。非典型肺炎是一种致命肺病，2002年首次在中国出现。这幅照片是使用高科技含量的透射式电子显微镜拍摄的，利用电子穿过样本的方式进行成像。借助于能够放大数万倍的强大显微镜，德国科学摄影师组织“科学之眼”让一系列人类肉眼无法看到的致命病菌暴露出庐山真面目。乍一看，这幅照片好似悬挂在画廊的一幅绘画作品，实际上展示了致命的埃博拉病毒。这幅照片借助透射式电子显微镜拍摄，放大倍率1.25万倍。天花病毒，好似一幅油画作品，放大
11、倍率2.85万倍。照片中，黄色为蛋白质，红色为DNA。使用显微镜拍完照片后，数字艺术家为照片添加颜色，以呈现令人吃惊的视觉效果。在最后完成的照片中，病菌的最微小细节也暴露无疑。好似寿司的天花病毒。这种病毒由遗传物质（红）好似寿司的天花病毒。这种病毒由遗传物质（红）和和DNADNA构成，外面包裹着蛋白外壳（黄）。科学图片库的构成，外面包裹着蛋白外壳（黄）。科学图片库的马克马克- -阿伯特表示：阿伯特表示：“一些照片呈现的景象犹如绘画作品，一些照片呈现的景象犹如绘画作品，已收录在美术书中。公众对这些照片反响强烈，有助于已收录在美术书中。公众对这些照片反响强烈，有助于我们为普通公众展现科学研究的魅力
12、，尤其是孩子。我们为普通公众展现科学研究的魅力，尤其是孩子。”第一个被发现的病毒：烟草花叶病毒1886年，德国人阿道夫麦尔把患有花叶病的烟草叶片加水研磨，再把汁液注射到健康烟草的叶脉中，结果健康的烟草也生病了。于是，阿道夫麦尔首次证明了这种病是可以传染的。那时，著名的微生物学家巴斯德已经提出了“细菌致病”学说。所以，麦尔认为烟草花叶病是由细菌引起的。最终，他错过了人类首次发现病毒的机会。1898年，荷兰细菌学家贝杰林克做了同样的试验，根据多次实验，他得出结论：让烟草生病的不是细菌，而是一种全新的东西，并取名为病毒，这就是烟草花叶病毒。 已知的最大病毒：阔口罐病毒2014年，法国的两位科学家尚塔
13、尔阿伯杰尔和米歇尔克拉弗里，他俩在西伯利亚永久冻土中发现了一个3万年前的阔口罐病毒样本。阔口罐病毒呈椭圆形，其中的一端有一个开口，病毒内部结构和蜂巢相近。阔口罐病毒是目前已知最大的病毒，在被发现的阔口罐病毒当中，长度最长的有1.5微米，直径则有0.5微米，它比以前认为最大的病毒潘多拉病毒还要大50%。 杀死人类最多的病毒：流感病毒根据流感病毒感染的对象不同，可以将病毒分为人类流感病毒、猪流感病毒、马流感病毒以及禽流感病毒等类群。 流感病毒之所以那么厉害，主要是它会造成急性上呼吸道感染，并由空气迅速传播，从而带来周期性的世界大流行。 就算是现在，我们依然受到流感病毒的危害，今年刚研制出一种对付某
14、种流感的疫苗，过几年，可能又会出现新的流感病毒。流感病毒强大的、变化莫测的变异能力，是我们很难对付它的原因致死率最高的病毒：狂犬病病毒埃博拉病毒会带来百分之九十的死亡率。然而，在病毒界，埃博拉病毒致死率还不是最高的，稳坐第一把交椅的是狂犬病病毒。人、猫、狗、马、蝙蝠等都可能感染这种病，而只要感染，发病后，病毒便会侵入宿主的大脑，引起急性脑炎后，几乎必死无疑，无药可治。 已被人类控制的病毒：天花病毒仅仅在1967年，根据国际卫生组织公布的数据可知，就有1500万人曾感染天花，其中，200万人死亡。那些感染后最终能幸存下来的人，也大多会在皮肤上留下永久的瘢痕，还有的因为角膜溃疡而导致眼盲。 运的是
15、，世界卫生组织在1958年接受苏联的建议，展开全球消灭天花的行动。一时间，世界各地的医护人员在出现天花的地区进行围堵式的接种，效果非常显著。 1978年，一名英国医学摄影师在实验室内染上天花，她是全球最后一名天花患者。1980年5月8日，世界卫生组织正式宣布，天花已从地球上灭绝数量最多的病毒：噬菌体噬菌体，顾名思义，它的特点就是以细菌为宿主。比如咱们大肠内的大肠杆菌，就是“T2噬菌体”的攻击目标。你可能想不到的是，噬菌体曾经在原苏联、法国等地，作为抗生素的替代品，在长达90年的时间里充当着医疗用品跟大多数病毒一样，噬菌体只是一团由蛋白质外壳包裹的遗传物质。不同的是，噬菌体一般都长有“尾巴”，它
16、的作用是用来将遗传物质注入细菌体内借助扫描电子显微镜拍摄的脑膜炎奈瑟氏菌，可引发流行性脑脊髓膜炎，放大倍率3.3万倍。肺炎链球菌，很多人携带这种病菌，但并没有发病。在免疫系统脆弱的人体内，这种病菌能够感染上呼吸道，引起肺炎鼠疫病菌（鼠疫耶尔森菌），可引起致命的黑死病。欧洲14世纪中期爆发的黑死病以及1664年至1665年的伦敦大瘟疫便由它们导致。大肠杆菌，放大倍率1.7万倍。这种细菌可引起肠胃炎、尿道感染和食物中毒杆状炭疽热病菌，可引起炭疽热。“9-11”恐怖袭击后，炭疽热孢子以信件为载体在美国出现和传播，引发大规模恐慌。在显微镜下，炭疽热孢子被放大了1.8万倍，用惊人的清晰度呈现每一个菌株。
17、肺结核病菌，放大倍率1万倍。这种病菌通过咳嗽或者打喷嚏进入肺部借助扫描电子显微镜拍摄的包柔氏螺旋体菌，放大倍率3650倍。这种螺旋形病菌可引起莱姆关节炎，通过扁虱叮咬在人类中间传播乳头状瘤病毒，放大倍率6万倍。这种病毒含有72个衣壳蛋白，导致感染者长瘤流感病毒粒子，放大倍率23万倍。这种病毒由RNA构成，四周环绕一个核壳体（红）和一个含脂包膜（绿）脊髓灰质炎病毒，放大倍率9万倍。RNA处在中央，外面包裹着蛋白外壳（绿）。脊髓灰质炎病毒共有3种，1型可引发脊髓灰质炎疫情。电镜下的黑曲霉孢子囊电镜下的黄曲霉2Classificationandnomenclature1.分类单位分类单位Kingdo
18、m （界）（界）Phyllum（门）（门）Class（纲）（纲）Order（目）（目）Family（科）（科）Genus（属）（属）Species（种）（种）三总界五界三总界五界：非细胞总界：病毒等非细胞总界：病毒等原核总界：原核总界：1.细菌界；细菌界；2.蓝细菌界蓝细菌界真核总界：真核总界：3.植物界；植物界；4.真菌界；真菌界；5.动物界动物界五界五界：原核生物界原核生物界原生生物界原生生物界真菌界真菌界动物界动物界植物界植物界六界六界：病毒界病毒界原核生物界原核生物界真核原生生物界真核原生生物界真菌界真菌界动物界动物界植物界植物界三原界系统：三原界系统：古细菌原界：古细菌原界：产甲烷菌
19、、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌产甲烷菌、极端嗜盐菌、嗜热嗜酸菌真核生物原界：真核生物原界：原生动物、植物、真菌、动物原生动物、植物、真菌、动物真细菌原界：真细菌原界：蓝细菌、除古细菌以外的其它原核生物蓝细菌、除古细菌以外的其它原核生物微生物常用分类系统微生物常用分类系统原核细胞型：原核细胞型： 细菌细菌放线菌放线菌蓝细菌蓝细菌真核细胞型：真核细胞型： 真菌（酵母菌、霉菌）真菌（酵母菌、霉菌）原生动物原生动物微型藻类微型藻类非细胞型：非细胞型：病毒病毒亚病毒亚病毒细胞生物分类细胞生物分类微生物微生物Micro-organisms大大(高等高等)生物生物Macro-organisms所属原界所属原界原核
20、原核细胞生物细胞生物prokaryotes真细菌eubacteria （无）真细菌原界Bacteria原始细菌archaebacteria（无）古细菌原界Archaea真核真核细胞生物细胞生物eucaryotes真菌fungi藻类algae原生动物protozoa动物Animals植物Plants真核生物原界Eucarya如何简单判断病毒还是细菌感染？如何简单判断病毒还是细菌感染？可以看白细胞计数(WBC)和中性粒细胞比率(N%)。如果有感染症状，WBC和N明显增多，判断可能存在细菌感染，WBC正常或低于正常值，淋巴细胞明显升高，判断可能存在病毒感染。基于微流控芯片的传染病血清分析系统研究设计
21、制造了以微流控芯片为核心的传染病血清分析系统。病原微生物可以快速检测，USB联机笔记本电脑，数据自动读出。目前临床感染快速检测的发展趋势。微生物的命名微生物的命名双名法：双名法：属名种的加词Escherichia coli(首次定名人)现名定名人定名年份(Migula)Castellani&Chalmers1919 Bacillus subtilis (Ebrenberg)Cohn1872 B. subtilis Ba. subtilis Bacillus sp. Bacillus spp. Bacillus 微生物的命名微生物的命名属名种的加词var.或subsp.变种或亚种的加词Bacillus subtilisvar.niger属名种的加词菌株(strain)名B. subtilisAS1.398;B. SubtilisBF7.658THANKYOUTheEnd
